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基于插管鏡的立體顯示系統的制作方法

文檔序號:8668699閱讀:378來源:國知局
基于插管鏡的立體顯示系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及醫療設備技術領域,具體而言,涉及一種應用于臨床醫學上的基 于插管鏡的立體顯示系統。
【背景技術】
[0002] 氣管插管是指將一特制的氣管內導管經聲門置入氣管的技術稱為氣管插管,這一 技術能為氣道通暢、通氣供氧、呼吸道吸引和防止誤吸等提供最佳條件。緊急氣管插管技術 已成為心肺復蘇及伴有呼吸功能障礙的急危重癥患者搶救過程中的重要措施。氣管插管術 是急救工作中常用的重要搶救技術,是呼吸道管理中應用最廣泛、最有效最快捷的手段之 一,是醫務人員必須熟練掌握的基本技能,對搶救患者生命、降低病死率起到至關重要的作 用。且能夠及時吸出氣管內分泌物或異物,防止異物進入呼吸道,保持呼吸道通暢,進行有 效的人工或機械通氣咽喉部生理解剖,防止患者缺氧和二氧化碳滯留,氣管插管是否及時 直接關系著搶救的成功與否、患者能否安全轉運及患者的預后情況。內窺鏡是一個配備有 燈光的管子,它可以經口腔進入胃內或經其他孔道進入體內,屬于插管鏡的一種。利用內窺 鏡可以看到X射線不能顯示的病變,因此它對醫生非常有用。例如,借助內窺鏡醫生可以觀 察胃內的潰瘍或腫瘤,據此制定出最佳的治療方案。內窺鏡是一種光學儀器,是由冷光源鏡 頭、纖維光導線、圖象傳輸系統、屏幕顯示系統等組成,它能擴大手術視野。使用內窺鏡的突 出特點是手術切口小,切口瘢痕不明顯,術后反應輕,出血、青紫和腫脹時間可大大減少,恢 復也較傳統手術快,非常符合美容外科美麗不留痕的要求。
[0003] 最初的內窺鏡是用硬質管做成的,發明于100多年前。雖然它們逐漸有所改進,但 仍然未能被廣泛使用。后來,在20世紀50年代內窺鏡用軟質管制作,因而能在人體內的拐 角處輕易地彎曲。該內窺鏡多為軟性材質制備。
[0004] 目前市面上少數現有的醫療內窺鏡具有顯示3D畫面的功能。但是僅限于佩戴3D 眼鏡式的輔助式3D顯示。其采用的技術是使得左右眼射入不同偏振光,來產生視差,形成 立體感觀。這種技術的缺點是需要佩戴偏光片眼鏡,一方面偏光片眼鏡的使用,使得進入醫 生眼睛內的光線降低為原來的一半以下,浪費了腔體內本身十分寶貴的光線信息,降低了 腔體內較暗環境下的信息識別率;另一方面,對于平日生活中不佩戴眼鏡的醫生而言,在手 術中佩戴偏光片眼鏡,極易產生不適感,且因同時佩戴口罩容易在呼吸時在眼鏡片表面產 生霧氣,對手術安全產生極大的影響。
[0005] 因此,如何克服上述問題,成為醫學界目前面臨的一大技術難題。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的在于提供一種基于插管鏡的立體顯示系統,旨在解決由現有技 術的局限和缺點引起的上述一個或多個技術問題。
[0007] 本實用新型提供的一種基于插管鏡的立體顯示系統,包括:顯示單元、分光單元、 跟蹤設備及圖像拍攝單元,所述分光單元位于所述顯示單元的顯示側,用于將所述顯示單 元顯示的圖像空間上分成左視圖和右視圖,所述跟蹤設備用于獲取第一目標對象的位置信 息,所述圖像拍攝單元用于拍攝第二目標對象,其中,所述基于插管鏡的立體顯示系統還包 括圖像播放處理設備,分別與所述跟蹤設備、所述顯示單元及所述圖像拍攝單元連接,所述 圖像播放處理設備依據所述第一目標對象的位置信息、所述分光單元的光柵參數及所述顯 示單元的顯示參數,將接收到的所述圖像拍攝單元拍攝到的立體圖像進行實時處理,處理 后發送所述顯示單元實時顯示。
[0008] 本實用新型提供的基于插管鏡的立體顯示系統,圖像播放速度相比于現有技術大 大提高,可滿足實時立體顯示的要求,方便醫生手術操作及輔助醫生提高手術成功率的優 點。
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了本實用新型實施方式一的基于插管鏡的立體顯示系統的結構示意圖。
[0010] 圖2為本實用新型實施方式一的基于插管鏡的立體顯示系統的一個具體實施例 的結構示意圖。
[0011] 圖3示出了圖2中的圖像播放處理單元的結構示意圖。
[0012] 圖4是本實用新型實施方式一的基于插管鏡的立體顯示系統中分光單元與顯示 單元貼合的結構示意圖。
[0013] 圖5示出了本實用新型實施方式一的基于插管鏡的立體顯示系統中跟蹤設備的 較佳實施例結構示意圖。
[0014] 圖6示出了圖4中的獲取單元的具體結構示意圖。
[0015] 圖7示出了圖4中的重新構建單元第一變形例的具體結構示意圖。
[0016] 圖8示出了圖4中的重新構建單元第二變形例的具體結構示意圖。
[0017] 圖9示出了圖4中的重新構建單元第三變形例的具體結構示意圖。
[0018] 圖10示出了圖4的跟蹤設備中對應第一目標對象設置標記點的定位支架的結構 示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優點,下面結合附圖和具 體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申 請的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。
[0020] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型,但是,本實用 新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施,因此,本實用新型的保護范圍并 不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0021] 實施方式一
[0022] 請參見圖1,圖1為本實用新型基于插管鏡的立體顯示系統的結構示意圖。如圖1 所示,本實用新型的基于插管鏡的立體顯示系統包括:圖像拍攝單元10、跟蹤設備30、分光 單元50及顯示單元40。該圖像拍攝單元10用于拍攝第二目標對象,并實時將拍攝到的該 第二目標對象的圖像發送給該圖像播放單元。該跟蹤設備30用于獲取第一目標對象的位 置信息,該分光單元50位于所述顯示單元40的顯示側,用于將該顯示單元40顯示的圖像 空間上分成左視圖和右視圖。該基于插管鏡的立體顯示系統還包括圖像播放處理設備20, 分別與該跟蹤設備30和該顯示單元40連接,該圖像播放處理設備20依據該第一目標對象 的位置信息、該分光單元50的光柵參數及顯示單元40的顯示參數實時處理待播放的圖像, 處理后發送該顯示單元40進行顯示。另外,該圖像拍攝單元10設于插管鏡上,當插管鏡進 入人或動物體內時,拍攝人或動物內部的圖像,方便醫生實時觀察并及時手術。
[0023] 由于跟蹤設備30和顯示單元40直接連接到圖像播放處理設備20,圖像播放處 理設備20及時獲取到第一目標對象的位置信息、光柵參數及顯示參數,并據此進行圖像處 理,省去了現有技術中需要經過中央處理器的處理過程,因而圖像播放的速度相比于現有 技術大大提高,能滿足實時立體顯示的要求,方便醫生手術操作及輔助醫生提高手術成功 率的優點。這是因為醫生在手術時,能實時獲得準確的立體圖像,并及時進行手術,不會出 現【背景技術】中提到的問題。上述光柵參數主要包括光柵的柵距(pitch)和光柵相對顯示 面板的傾斜角度、光柵相對顯示面板的放置距離等參數。這些光柵參數可以是直接存儲在 圖像播放處理設備內的存儲器中,也可是其它檢測設備實時檢測并獲取分光單元的光柵參 數,將光柵參數值發送給圖像播放處理設備20。上述顯示單元參數包括顯示單元的尺寸、 顯示單元的屏幕分辨率、顯示單元的像素單元中子像素的排列順序及排列結構等參數。子 像素排列順序即子像素是按照RGB排列或者RBG排列,還是成BGR排列,還是成其他順序排 列;子像素排列結構即子像素為豎直排列的還是橫向排列的,如自上而下是按照RGB的方 式循環排列,或者從左至右依次是按照RGB的方式循環排列等。
[0024] 該圖像拍攝單元10用于拍攝第二目標對象,并實時將拍攝到的該第二目標對象 的圖像發送給該圖像播放單元。這里的第二目標對象主要是指由攝像機拍攝記錄的各種場 景,如手術的現場,病人的體內影像等等。通過圖像拍攝單元10實時地拍攝立體圖像,并將 拍攝到的立體圖像實時顯示在顯示單元上,無需經過額外的圖像處理,及時并真實地顯示 拍攝到的各種場景,滿足了用戶對實時顯示的需求,提高了用戶體驗。圖像拍攝單元10可 以包括單目攝像機、雙目攝像機或者多目攝像機中的至少一種。
[0025]當該圖像拍攝單元10包括單目攝像機時,依據該單目攝像機拍攝并獲取第二目 標對象的立體圖像。較佳地,該單目攝像機可以采用液晶透鏡成像裝置或者液晶微透鏡陣 列成像裝置。在一個具體實施例中,該單目攝像機在不同時刻從不同角度獲得被測物的兩 幅數字圖像,并基于視差原理恢復出物體的三維幾何信息,重建物體三維輪廓及位置。
[0026]當該圖像拍攝單元10包括雙目攝像機時,包括兩個攝像機或者是一個攝像機有 兩個攝像頭,通過雙目攝像機對第二目標對象進行拍攝第二目標對象形成立體圖像。具體 地,雙目攝像機主要是基于視差原理并由多幅圖像獲取物體三維幾何信息。雙目立體視覺 系統一般由雙攝像機從不同角度同時獲得被測物(第二目標對象)的兩幅數字圖像,并基 于視差原理恢復出物體的三維幾何信息,重建物體三維輪廓及位置。
[0027] 當該圖像拍攝單元10包括多目攝像機時,即三個以上(包括三個)的攝像機,這 些攝像機呈矩陣排列,用于獲取立體圖像。由上述三個以上的攝像機從不同角度同時獲取 第二目標對象的多幅數字圖像,基于視差原理恢復出物體的三維幾何信息,重建物體三維 輪廓及位置。
[0028] 該圖像拍攝單元10還包括采集單元,該采集單元用于采集該第二目標對象的立 體圖像,并從該立體圖像中提取出左視圖信息和右視圖信息。該采集單元一端與上述單目 攝像機、雙目攝像機或者上述多目攝像機連接,另一端連接到圖像播放處理設備20上。通 過采集單元在邊拍攝立體圖像時邊提取立體圖像的左視圖信息和右視圖信息,提高了圖像 處理的速度,保證了實時進行立體顯示的顯示效果。
[0029] 上述跟蹤設備30可以是攝像頭和/或者紅外傳感器,主要用于追蹤第一目標對象 的位置,例如人的雙眼或者人的頭部或者人的臉部的位置或者人的上半身的位置。攝像頭 或紅外傳感器的數量不限制,可以是一個,也可以是多個。攝像頭或者紅外傳感器可以安裝 在顯示單
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